用于制备稳定且高性能FAPbI3钙钛矿单晶的球磨工艺路线

《Journal of Materials Chemistry A》：Ball milling route for stable and high-performance FAPbI3 perovskite single crystals

提高FAPbI3单晶稳定性和光电器件性能的新策略，通过球磨法合成高纯度α相前驱体，结合逆温结晶技术，显著抑制δ相转化，优化[PbI6]^4-浓度，降低缺陷密度，提升光致发光和载流子迁移性能，为稳定光电器件提供新方法。

　　

尽管氟胺铅三碘化物（FAPbI?）钙钛矿单晶在下一代光伏材料和光电探测器方面具有巨大潜力，但它们面临一个关键障碍：其内在的不稳定性。在常温条件下，从光活性α相转变为非功能性的δ相会严重限制其实际应用。为了解决这个问题，我们开发了一种新的混合策略来生长FAPbI?单晶，该方法利用球磨技术进行机械化学合成。该过程包括重新溶解高质量的球磨α-FAPbI?粉末，然后将其用于逆温度结晶（ITC）方法中。与使用传统前驱体溶液（通过溶解卤化物盐制备）生长的晶体相比，我们的方法得到的晶体稳定性显著提高，光电性能也得到了增强。紫外-可见光谱分析证实，球磨后的起始溶液具有优化的配位化学结构，尤其是关键的[PbI?]??物种浓度更高。这些FAPbI?单晶表现出优异的α相稳定性（通过X射线衍射验证），以及卓越的光电性能，这通过光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）和空间电荷限制电流（SCLC）测量得到了证实。此外，SCLC和阻抗光谱（IS）数据显示陷阱密度降低，复合损失也得到抑制。我们的发现表明，球磨技术是一种有效的策略，可以同时实现所需的α-FAPbI?相的优异稳定性和优化其光电性能，从而为其在未来光电设备中的更广泛应用铺平了道路。